第十九章:三體問題
2024-09-04 11:07:32
作者: 奮鬥的邵年
「這到底是怎麼回事?」這個問題縈繞在何小峰的心頭,
螢火蟲號被木星引力高速甩離了輻射帶範圍,急速向著太陽飛去。
地面中心的超級計算機模擬過上萬次,他模擬駕駛飛船也操作了數百次,都沒有出現突然引力加速激增。為什麼螢火蟲號實際航行中,會引力加速到這麼多?
地面中心的工程師們也在緊張地分析,造成這個情況的原因。
拿到分析結果後,庫博氣喘吁吁地跑向喬森匯報。
「是三體問題。」
一旁的莫斯教授也點了點頭,這印證了他心中的猜測,「引力彈弓計劃,最大的難點就在於三體問題幾乎是無解的。」
三體問題是天體力學中的基本模型,即探究三個質量、初始位置和初始速度都為任意的可視為質點的天體,在相互之間萬有引力的作用下的運動規律。
三體問題的麻煩之處在於它的混沌性,即系統經不起微擾,任何微小的擾動,都不能確保三體問題帶來的變分也是同級微小,所以超級計算機是無法帶入微擾變化。
莫斯教授說道:「三體問題雖然有級數解,但是收斂速度很慢,以至於人類多數時候沒辦法算出一個,哪怕是稍微精確點兒的數值解。
地球上的一切模擬運算,只能是模擬運算,無法作為現實依據。」
知道了事故的原因,喬森迫切想知道有什麼補救的方法。
他問道:「我們現在還有機會麼?」
莫斯教授肯定地回答:「有!」
三體問題有幾種特殊情況,當所討論的三個天體中,有一個天體的質量與其他兩個天體的質量相比,小到可以忽略時,這樣的三體問題稱為『限制性』三體問題。
一般把這個小質量的天體稱為無限小質量體,或簡稱小天體;把兩個大質量的天體稱為有限質量體。
「現在螢火蟲號就是這個情況,相比於太陽、木星的質量,螢火蟲號飛船的質量小到忽略不計,不用考慮它對兩個有限質量體的吸引,因為它不影響兩個有限質量體的運動。」
「可以將三體問題化簡為二體問題,其軌道就是以它們的質量中心為焦點的圓錐曲線。」
莫斯教授說道:「我們需要啟用混沌理論,或許能計算出限制性三體問題中,所不能描述、解釋或預測的現象。」
「你的意思是說,還是採用天體引力減速?」喬森問道。
「是的,這次我們要採用更極端的方案,直接飛掠火星,利用克卜勒第二定律減速螢火蟲號,然後被火星引力捕獲泊入火星軌道。」
......
2021年2月21日,何小峰駕駛螢火蟲號成功泊入火星軌道。
2021年2月23日,螢火蟲號與赫爾墨斯號成功對接,眾人開始對火星進行著陸考察。
(全書完)
Ps:各位讀者大大,我深深地道歉,知識儲備已經跟不上了,唉!這個三體問題我頭都搞炸,現在結束,也許是最好的結局。
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